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考虑到全球能源危机和环境污染等令人担忧的问题,半导体纳米材料光催化作为一种有效利用太阳能的先进技术正在兴起。其中光催化降解有机污染物作为一种正在快速发展的科学技术,因其处理污染物的速度快、效率高等优点,越来越受到人们的重视。人们对各种纳米半导体光催化剂进行了探索。研究发现,首先,许多具有光催化性能的半导体纳米材料虽然活性很高,但是禁带宽度都很宽,需要吸收更高能量的紫外光才能发挥作用。然而自然界中,紫外光仅占5%,这就导致这些半导体材料对太阳光的利用率极低,光催化应用受到极大的限制。其次,纳米半导体材料的光生载流子的重组率很高,这又导致半导体材料量子效率降低。因此,如何拓宽半导体催化剂的光谱响应并且降低光生电子空穴对的复合,从而有效利用半导体纳米光催化剂成为众多科学家研究的重难点。本文以Ta2O5作为研究对象,通过简便而清洁的方法合成了具有超高比表面积的Ta2O5 NPs。研究了不同形貌的Ta2O5具有的不同的光催化效果。就如何提高Ta2O5的催化效率进行探究实验。在第一部分,我们制备了一种Ta2O5 NPs,试图通过提高Ta2O5的比表面积来提高光催化效率。一般催化剂的活性主要取决于其表面上的活性位点,而活性位点均匀散布在催化剂表面。因此,催化剂的表面积越大,活性位点越多,其催化活性也就越强。本文采用一步溶剂热法制备Ta2O5粉末,产物与尿素混合后煅烧来制备多孔结构的纳米Ta2O5。以亚甲基蓝为模型污染物,以高压汞灯为光源研究紫外光照射下催化剂的降解效果。采用紫外-可见分光光度计来评价催化剂对有机染料的降解效率。采用X射线衍射（XRD）研究催化剂的晶体结构,场发射扫描电镜（FE-SEM）观察催化剂形貌与尺寸,利用紫外可见漫反射（UV-vis漫反射系数）探讨纳米材料的光吸收性能。考察了纳米材料在紫外光下降解亚甲基蓝（MB）的光催化活性。重点探讨了催化剂制备条件、烧结温度等因素对MB降解率的影响。在第二部分,我们构建了一种新型纳米复合材料。碳纳米管以其优越的结构和物理化学性能得到了广泛关注。它有着超高的孔隙率和较大的比表面积。能够在光照波长较长的情况下作为光敏剂,为半导体提供光生载流子,从而拓宽纳米材料禁带宽度。另外,碳纳米管具有较大的比表面积,具有一定的吸附作用,更有利于光生电子和空穴的传输。我们将五氧化二钽与碳纳米管复合得到了优于单体材料性能的复合材料。以五氯化钽为前驱体,以Cs+为结构导向剂,实现了氧化钽在碳纳米管表面的均匀负载,为复合材料表面的电子-空穴传输提供了快速通道,降低了电子-空穴对的重组率,提高了纳米半导体光催化的效率。